भारी पानी वह पानी है जिसमें भारी हाइड्रोजन या ड्यूटेरियम होता है। ड्यूटेरियम सामान्य पानी में पाए जाने वाले हाइड्रोजन, प्रोटियम से अलग होता है क्योंकि इसके प्रत्येक परमाणु में एक प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन होता है। भारी पानी ड्यूटेरियम ऑक्साइड (D2O) या ड्यूटेरियम प्रोटियम ऑक्साइड (DHO) हो सकता है।
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